一种用于在线监测后处理厂脉冲萃取柱钚浓度的套管装置的制作方法

本实用新型属于乏燃料后处理技术领域，具体涉及一种用于在线监测后处理厂脉冲萃取柱钚浓度的套管装置。

背景技术：

乏燃料又称辐照核燃料，是经受过辐射照射、使用过的核燃料，通常是由核电站的核反应堆产生。把已经使用的3％-4％的铀废料(乏燃料)，以化学方法将铀和钚从裂变产物中分离出来，称为乏燃料再溶解和后处理技术。回收的铀和钚可在核电厂混合氧化物燃料中再循环使用，以生产更多能量，从而使铀资源得到更充分利用并减少浓缩需求。后处理也通过减少高放废物的体积和去除钚有助于废物的最终处置。

在后处理工厂中普遍使用的效果良好的溶剂萃取设备有混合澄清槽和脉冲萃取柱。脉冲萃取柱中钚溶液的浓度是关注的重点对象之一，直接反应了后处理厂的运行工艺状态。

由于脉冲萃取柱所在的设备室内辐射剂量较高，不能在现场进行测量，因此，需要将测量信号引到设备室外进行监测，目前国内后处理厂监测的技术手段主要是在设备室内某一点放置一个中子探测器，然后将中子探测器的信号引出到设备室外部，根据中子探测器测量到的中子计数率来反映脉冲萃取柱中钚浓度的变化情况。这种方法存在一些缺点，如探测器较少，不能及时反映整个脉冲萃取柱的变化情况，探测器一般固定在某个测量点处，不能进行维护，并且不能进行刻度，无法确定其工作是否正常，测量结果可靠性较差。

技术实现要素：

针对原有监测设备的缺点，本实用新型的目的是提供一种在线监测脉冲萃取柱钚浓度的套管装置，该装置能够放置多个中子探测器，从而对整个脉冲萃取柱的不同板段的钚溶液进行在线监测，并且在不进入设备室的前提下，能够实现对中子探测器的更换和刻度，因此能准确的反映出脉冲萃取柱中钚溶液浓度的变化情况，从而为后处理厂提供一种常规的工艺和临界安全监测技术手段。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是一种用于在线监测后处理厂脉冲萃取柱钚浓度的套管装置，用于放置串联探测装置，所述串联探测装置由若干个中子探测器通过电缆串联组成，其中，包括通过变径头连接的弯管和直管，所述串联探测装置能够通过所述弯管进出所述直管。

进一步，所述弯管由三节圆管串联组成，每节所述圆管的弧度均为90度，三节所述圆管处于一个平面内，成s造型，防止辐射通过。

进一步，所述弯管的直径大于所述直管的直径。

进一步，所述弯管的内径为90-100mm，管壁厚度为4-5mm。

进一步，所述直管的内径为55mm，管壁厚为5mm。

进一步，所述弯管和所述直管和所述变径头均为不锈钢材质，三者通过焊接连接在一起。

本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型所提供的套管装置需要预装在后处理厂设备室内靠近脉冲萃取柱1的位置，通过在直管3内放置中子探测器7就可以对脉冲萃取柱1的各个板段的钚溶液进行测量，从而及时反映溶液浓度的变化情况，达到了在线监测的目的，当溶液浓度发生异常时，能够及时发现并且进行调整，从而防止发生事故，对工艺运行有着非常重要的作用，同时也可以作为临界安全监测的一项重要技术手段。

2.工作人员不必进入设备室即可实现对中子探测器7的更换、维护，减少了工作人员的辐射危险。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中所述的一种用于在线监测后处理厂脉冲萃取柱钚浓度的套管装置设置在脉冲萃取柱1上的示意图；

图2是本实用新型具体实施方式中所述的一种用于在线监测后处理厂脉冲萃取柱钚浓度的套管装置的示意图；

图3是本实用新型具体实施方式中所述的弯管2设置在设备室的墙体5内的示意图；

图4是中子探测器7设置在本实用新型具体实施方式中所述的直管3中的示意图；

图中：1-脉冲萃取柱，2-弯管，3-直管，4-中子慢化体，5-墙体，6-变径头，7-中子探测器，8-电缆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，本实用新型提供的一种用于在线监测后处理厂脉冲萃取柱钚浓度的套管装置，用于放置串联探测装置，对设备室内的脉冲萃取柱1中的钚浓度进行测量。串联探测装置由若干个中子探测器7通过电缆8串联组成。如图2所示，本实用新型提供的一种用于在线监测后处理厂脉冲萃取柱钚浓度的套管装置包括通过变径头6连接的弯管2和直管3，串联探测装置能够通过弯管2进出直管3。

如图3所示，弯管2预埋在设备室的墙体5内(墙体5厚度为1200mm)，弯管2由三节圆管串联组成，每节圆管的弧度均为90度，三节圆管处于一个平面内；由于脉冲萃取柱1所在的设备室内剂量较高，弯管2成s造型，既能够方便中子探测器通过(一般中子探测器的尺寸为φ25.4×200mm，中子探测器的外保护套管直径约为45mm)，又能够有效防止辐射通过。

弯管2的直径大于直管3的直径。

弯管2的内径为90-100mm，管壁厚度为4-5mm。

直管3的内径为55mm，管壁厚为5mm。

弯管2和直管3和变径头6均为不锈钢材质，三者通过焊接连接在一起。

举例说明本实用新型所提供的一种用于在线监测后处理厂脉冲萃取柱钚浓度的套管装置的实际应用；

脉冲萃取柱1的高度约为12.3米，脉冲萃取柱1的板段部分高度约为8米，设计板段部分每隔1米放置一个中子探测器7，则共需要9个中子探测器7，9个中子探测器7串联在一起，由电缆8进行连接，通过收放电缆8，使中子探测器7到达直管3内指定测量位置，就可以对脉冲萃取柱1内各个板段内的钚溶液进行测量，并且当中子探测器7发生故障或者需要进行刻度时，就可以拖拽电缆8，将中子探测器7取出，进行相应的操作，从而工作人员无需进入到设备室里面。

如图4所示，为了提高测量效率，需要在每个中子探测器7的位置的直管3外面放置一个中子慢化体4，其中慢化的作用是将快中子慢化为热中子，提高中子探测器7的中子探测效率，中子慢化体4的作用是将脉冲萃取柱1其它板段中钚溶液和环境中散射的中子屏蔽掉，从而达到测量对应板段内钚溶液发射中子的目的。

本实用新型所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本实用新型的技术创新范围。

技术特征：

1.一种用于在线监测后处理厂脉冲萃取柱钚浓度的套管装置，用于放置串联探测装置，所述串联探测装置由若干个中子探测器(7)通过电缆(8)串联组成，其特征是：包括通过变径头(6)连接的弯管(2)和直管(3)，所述串联探测装置能够通过所述弯管(2)进出所述直管(3)。

2.如权利要求1所述的套管装置，其特征是：所述弯管(2)由三节圆管串联组成，每节所述圆管的弧度均为90度，三节所述圆管处于一个平面内，成s造型，防止辐射通过。

3.如权利要求1所述的套管装置，其特征是：所述弯管(2)的直径大于所述直管(3)的直径。

4.如权利要求1所述的套管装置，其特征是：所述弯管(2)的内径为90-100mm，管壁厚度为4-5mm。

5.如权利要求1所述的套管装置，其特征是：所述直管(3)的内径为55mm，管壁厚为5mm。

6.如权利要求1所述的套管装置，其特征是：所述弯管(2)和所述直管(3)和所述变径头(6)均为不锈钢材质，三者通过焊接连接在一起。

技术总结
本实用新型属于乏燃料后处理技术领域，具体涉及一种用于在线监测后处理厂脉冲萃取柱钚浓度的套管装置。用于放置串联探测装置，串联探测装置由若干个中子探测器(7)通过电缆(8)串联组成，该套管装置包括通过变径头(6)连接的弯管(2)和直管(3)，串联探测装置能够通过弯管(2)进出直管(3)。本实用新型能够使中子探测器(7)对脉冲萃取柱(1)的各个板段的钚溶液进行测量，从而及时反映溶液浓度的变化情况，达到了在线监测的目的，当溶液浓度发生异常时，能够及时发现并且进行调整，从而防止发生事故，同时也可以作为临界安全监测的一项重要技术手段。工作人员不必进入设备室即可实现对中子探测器(7)的更换，减少了辐射危险。

技术研发人员：梁庆雷;刘国荣;李井怀;鹿捷;马长江
受保护的技术使用者：中国原子能科学研究院
技术研发日：2020.08.20
技术公布日：2021.06.25